粕类固体发酵的渊源和目前现状

叶赫娜兰.孤城

（以下是11月总结的一部分，发上来，让同仁们批评一下，共同进步。）

整体说来，现行固体发酵的技术含量都是比较低的，与液体发酵的严格控制不能同日而语----固体发酵的过程控制是滞后的，能做到亡羊补牢，就算不错了，而粕类发酵在整个固体发酵行业里，又算技术含量比较低的。

目前看，在粕类发酵菌种上沿用曲霉的较多，毛霉也常见。如果是生料发酵，则再加上部分单细胞菌株，如枯草芽孢杆菌或酵母菌。（少量使用粪链球菌发酵，但产品不是作为发酵粕类，而是微生态制剂的类似产品。）

在工艺上说，孰料发酵分为两种，一种是类似白酒或酱油制曲工艺，用浅盘或发酵床，做好氧发酵，发酵周期1-2天。另一种是借鉴白酒发酵工段，进行单菌株（曲霉）或多菌株（一般是曲霉加酵母菌）厌氧或接近厌氧的发酵。

从工业角度分析，第二种做法是不符合工业思想的，应该是错误的做法。理由是这种做法给工艺添乱，不能实现稳定性。

这两种做法都是源自食品发酵工艺。

叶赫娜兰.孤城

生料发酵，目前，也有两种工艺在应用。
一种是接入曲霉（或毛霉）和酵母菌（有时还加点枯草芽孢杆菌）的混合菌种，经过培养后烘干。另一种是模仿厌氧发酵的状态，接种枯草芽孢杆菌，乳酸菌，酵母菌后，进行厌氧堆积。

这两种做法，第一种是延续孰料制曲进行改动，工艺目的应该是利用霉菌进行发酵，用酵母菌等，遮蔽，或拮抗其他酵母菌，细菌类杂菌的污染。
由于工艺的焦点是物料不经过消毒很难长好。而在这样的成本压力下，一旦长好，就不是十分需要所谓酵母菌和枯草芽孢杆菌的代谢产物，所以，工艺的重点是霉菌，酵母菌和枯草芽孢杆菌的接入，是为了稍微提高点稳定性。

另一个做法是外行恶补微生物学和食品发酵后，在以往搞饲料微生态制剂的人员的指导下凑出来的工艺，稳定性太差，不具备工业化条件。

这两个做法的稳定性都不很强，第一种稍微好点。我推测现在主流的固态发酵粕类原料，有可能用这个工艺。

目前查到的文献，也集中在霉菌和单细胞微生物混合发酵上，而且，关于发酵前后物料理化性质改变的分析很多。关于工艺改进和要点的，集中在实验室水平的讨论上，深入到工业化工艺的还不多。
发文章的机构集中在农业院校，具有食品发酵背景的和微生物背景的不多。

早在上世纪80年代，就开始了关于发酵饲料的研究，但目的不是处理粕类，而是试图通过微生物固体发酵，得到具有饲喂价值的微生物蛋白，主要技术叫做“饲料酵母”。80，90年代时，在畜牧行业整体来看，饲料酵母以失败为结果退出主流市场。
90年代，紧接着，各种所谓复合，多菌株混合发酵（无发酵过程控制），微生态制剂进入畜牧业。进入新世纪后，“复合微生态制剂”降温，畜牧行业才开始重视明确的菌株，明确的效果。
上世纪末，鱼粉的压力催生了发酵粕类原料技术的兴起，但还没等稳定工艺得到普及，甚至还没来得及把食品发酵正式借鉴，发酵粕类就被挤压成低利润的产品了。

现在的粕类发酵技术，可以看作是“饲料酵母（一种假工艺）”技术，微生态制剂混菌发酵技术，和食品发酵制曲技术的借鉴和混合。目前各家的重点在论证自己的方法有效，应该说成熟工艺还没有。

难点在于，由于先行者的工艺不够严谨造成产品集中在低技术含量的低端而形成的成本压力，可能只能应用生料发酵技术。

叶赫娜兰.孤城

"目前看，在粕类发酵菌种上沿用曲霉的较多，毛霉也常见。如果是生料发酵，则再加上部分单细胞菌株，如枯草芽孢杆菌或酵母菌。（少量使用粪链球菌发酵，但产品不是作为发酵粕类，而是微生态制剂的类似产品。）"

这儿，解释一下，加入单细胞微生物的目的不是工艺必须，而是掩盖或拮抗生料发酵过程中的细菌污染。

这是阅读的关键点。

叶赫娜兰.孤城

我这样想，对比熟料发酵的顺利，回忆我仅有的一次生料发酵的失败的情形，那么，能不能这样问，消毒过程，到底发生了什么？

在孰料发酵中，液体种子接种量3%可以成功（我一般用5%以上），而生料我的相对接种量达到25%以上，难道不能形成足够优势吗？都长不起来，能否这样想，就是，关键不在于杂菌，而在于物料的理化性质的改变，如，水分的分布，淀粉的糊化，蛋白的变性，纤维素的裂解和抗营养因子的去除，等等。

叶赫娜兰.孤城 于 2009-12-9 20:55 补充以下内容

以上回顾了一下粕类发酵的情况和为什么流行了生料发酵的原因，以及我自己对生料发酵的认识。

下面，看看诸位对这个问题的看法。

carlcar

看了楼主的总结很是长了见识。楼主提到的固态发酵用到霉菌，这霉菌的主要作用可能是提供菌体蛋白，和一些蛋白酶，淀粉酶及去除部分抗营养因子，但在工业生产中，产生的菌体孢子极易污染整个厂区，混菌发酵的话其它菌群的数量也就不好控制了，这样的产品质量也应该不会太稳定吧？不知道混合酵母、芽孢菌及乳酸菌能否达到同样的效果？

叶赫娜兰.孤城

有的酵母菌也产生孢子的。

产孢子是有条件的，其中一个最可控参数是时间。可以再产孢子前结束发酵。

但要工艺稳定性很强才行，合格的发酵过程工程师可以做到----做不到就把这个工艺PASS掉----证明工艺方向本身是错的。

当然比较难，这也是为什么不会轻易选择生料发酵的原因。

叶赫娜兰.孤城 于 2009-12-10 09:16 补充以下内容

混合酵母、芽孢菌及乳酸菌能否达到同样的效果？

在固体粕类发酵中，不管生料孰料（尤其是生料），在工艺稳定性和最后产品质量上看，单独使用单细胞微生物，达不到预期效果。

叶赫娜兰.孤城 于 2009-12-10 09:16 补充以下内容

回复 6# carlcar


    以上算是答复。

carlcar

我的意思是混合酵母、芽孢菌及乳酸菌进行生料发酵这样从工艺的稳定性和质量上是不是更容易控制？霉菌前期生长主要以无性生殖为主，以孢子的形式进行繁殖，这个基本上是控制不了的。霉菌产的孢子在空气中是比较容易传播污染的，且在营养匮乏的地方也能生长较好，酵母不同，它对培养基要求高些，比较容易控制。

叶赫娜兰.孤城

"我的意思是混合酵母、芽孢菌及乳酸菌进行生料发酵这样从工艺的稳定性和质量上是不是更容易控制？"

恰恰相反。

稳定性的外在表现是可重复性，可重复性是指，生理曲线，如每个菌株的菌体生物量，PH，还原糖，溶磷，氨基氮的曲线变化在任何时间段上都是可重复的。使用混菌发酵，特别是没有主次的混菌发酵，这个可重复性就很差。而混合单细胞微生物培养，就很容易陷入这种情况。

当然，如果固定一个参数，比如PH进行长时间的发酵，因为微生物的自然演替，在后期是会稳定下来，但这样做的代价是基料营养接近损失殆尽。因此不推广。

所以说，做发酵粕类是有原则的，虽然不是绝对不可逾越，但要明白逾越它的代价。

1，用孰料发酵。

2，尽可能不用多菌株发酵。

3，万一采用多菌株，要明白，每增加一个菌株，给控制带来的负担有多大----除非不想要翁定的产品，就可以不考虑。

最后总结一句，我们要知道，发酵工艺，已经是“工艺”了，就像学了《细胞生物学》未必可以做开颅手术一样，在发酵这个行业内，泛泛的《微生物学》知识，而不是具体到单个菌株的生理数据（生理水平，而不是生化水平），是不能支持工艺上诸如工艺路线选择和工艺参数确定的观点的。

这儿，像医学和生物学分开一样，也要把发酵和微生物学分开。

carlcar

生料发酵应该是以后的发展趋势，熟料发酵的发酵成本较高，灭菌消毒过程能耗较大，在开放式的环境中也不能严格控制杂菌的污染，应该会对设备要求较高。生料发酵相比有优势，但控制好各菌群的生长及对杂菌的控制是关键因素，请教下楼主在这方面的经验，谢谢！！

叶赫娜兰.孤城

"我这样想，对比熟料发酵的顺利，回忆我仅有的一次生料发酵的失败的情形，那么，能不能这样问，消毒过程，到底发生了什么？

在孰料发酵中，液体种子接种量3%可以成功（我一般用5%以上），而生料我的相对接种量达到25%以上，难道不能形成足够优势吗？都长不起来，能否这样想，就是，关键不在于杂菌，而在于物料的理化性质的改变，如，水分的分布，淀粉的糊化，蛋白的变性，纤维素的裂解和抗营养因子的去除，等等。"

我想，以上几句算是突破点。我已经讲了啊。

至于具体做法，应该还是借鉴孰料工艺的控制----如果做熟料时，就没有严格控制过，那么，当务之急就是确定合理有效的孰料工艺，并建立严格的操作法，而不是做什么生料发酵。

生料发酵也是“发酵”，发酵的全称是“发酵过程或工艺及其控制”，属于工业，接近于有机合成的思路，但比有机合成严格和柔软的多，应该说更难，但单元操作的思想是可以借鉴的。

先进入“发酵”这个行业，用行业标准和思路建立一整套软，硬件体系，然后才能由孰料发酵转向生料发酵。如果仅仅把发酵理解为“制酒”，“造酱油”，还一步走到生料发酵。我个人感觉，如同没打地基，就在沙滩上造楼一般。

楼上的不用客气，孤城知无不言，尽量表达清楚。